回转式空预器中带扰流孔波纹板的传热和阻力特性研究

发布时间：2017-09-06 02:37

  本文关键词：回转式空预器中带扰流孔波纹板的传热和阻力特性研究

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【摘要】：截止2013年底,火电占我国装机总容量的69.14%,未来十年仍占60%以上。回转式空预器为火力发电厂回收余热的重要装置,传热波纹板是回转式空预器的核心部件,其性能决定回转式空预器的传热性能、流通阻力及积灰情况。为有效提高回转式空预器的综合性能,本文对带扰流孔回转式空预器波纹板进行了研究。 以回转式空气预热器热端常用板型DU-K (Double Corrugated-Kaier, DU-K)波纹板为基板,通过对其通道内不同雷诺数下温度场、速度场以及压力场的数值模拟研究,提出了在DU-K波纹板上开扰流孔以增强传热效果和传热均匀性。 针对DU-K波纹板通道内定位板、波形板与空气层传热接触面积的不同,对传热模型进行分析,拓展了瞬态单吹实验方法。将以往单吹实验装置中的冷、热风进口风道分开,改进后的实验装置可有效节约能耗,同时提高实验效率。 根据DU-K波纹板几何尺寸及开扰流孔后波纹板表面孔隙率变化,合理布置圆形扰流孔的孔径、排列间距、孔位置以及孔的排列方式。采用正交实验方法设计实验方案,系统研究此四种因素对DU-K波纹板传热和阻力特性的影响,通过对正交实验数据分析,得出提高DU-K波纹板传热效果和降低流动阻力的优化水平组合,通过实验验证,发现此种带扰流孔DU-K波纹板相对于无扰流孔时传热特性增强19.87%,流动阻力减少24.53%。 为给实际工程以指导,探讨本文综合特性优化DU-K波纹板的综合效益,以浙江某600MW燃煤电厂回转式空预器为例,通过回转式空预器热力计算软件,对整个回转式空预器进行热力计算。发现锅炉最大连续蒸发量工况下,相对于无扰流孔DU-K波纹板,空预器出口烟气温度降低3.23%,烟气侧压力减少19.2%。
【关键词】：回转式空预器 波纹板 扰流孔 单吹技术 传热和阻力特性
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK124
【目录】：

• 致谢4-6
• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 主要符号表9-10
• 目录10-13
• 1 绪论13-25
• 1.1 课题研究的背景和意义13-16
• 1.2 国内外研究现状16-22
• 1.2.1 波纹板研究现状16-20
• 1.2.2 扰流孔研究现状20-22
• 1.3 课题研究内容和拟解决的关键问题22-24
• 1.3.1 课题研究内容22-23
• 1.3.2 课题拟解决关键问题23-24
• 1.4 课题研究方法24-25
• 2 回转式空预器波纹板的数值模拟研究25-36
• 2.1 波纹板物理模型建立25-26
• 2.2 波纹板网格划分26-29
• 2.3 计算模型及边界条件29-30
• 2.3.1 计算模型29
• 2.3.2 边界条件29-30
• 2.4 模拟结果及分析30-35
• 2.4.1 网格无关性分析31
• 2.4.2 模拟结果分析31-35
• 2.5 本章小结35-36
• 3 单吹实验方法及计算模型36-46
• 3.1 单吹实验方法研究现状36-37
• 3.2 单吹实验原理37-38
• 3.3 单吹实验数学模型38-41
• 3.3.1 控制方程38-39
• 3.3.2 控制方程离散化39-40
• 3.3.3 离散方程的求解40-41
• 3.4 计算流程41-43
• 3.5 计算公式43-45
• 3.5.1 空气流速的计算43
• 3.5.2 实验段空气雷诺数的计算43
• 3.5.3 无量纲柯本因子数j的计算43-44
• 3.5.4 达西摩擦阻力系数f的计算44-45
• 3.6 本章小结45-46
• 4 单吹实验装置建立与实验方案研究46-59
• 4.1 实验装置46-52
• 4.1.1 测温系统49-50
• 4.1.2 测压系统50-52
• 4.2 实验段传热元件尺寸52-53
• 4.3 扰流孔的影响因素及波纹板的综合性能评价指标53-54
• 4.3.1 扰流孔的影响因素53
• 4.3.2 波纹板的综合性能评价指标53-54
• 4.4 正交实验法设计实验54-57
• 4.4.1 正交实验法原理54-55
• 4.4.2 实验设计结果55-57
• 4.5 带扰流孔波纹板加工流程57-58
• 4.6 本章小结58-59
• 5 带圆形扰流孔DU-K波纹板综合性能研究及效益分析59-81
• 5.1 实验数据误差分析及实验重复性60-64
• 5.1.1 Re数相对误差60
• 5.1.2 波纹板表面换热系数实验误差60
• 5.1.3 阻力实验误差60
• 5.1.4 回归方程误差分析和显著性检验60-62
• 5.1.5 实验重复性62-64
• 5.2 无孔与带圆形扰流孔DU-K波纹板实验数据汇总64-68
• 5.3 DU-K波纹板与文献中波纹板性能比较68-70
• 5.4 扰流孔对DU-K波纹板传热特性影响70-72
• 5.5 扰流孔对DU-K波纹板流通阻力影响72-73
• 5.6 优化水平组合分析73-76
• 5.6.1 传热特性增强优化组合74
• 5.6.2 流通阻力减少优化组合74-75
• 5.6.3 综合特性优化组合75-76
• 5.7 实验结果验证76-77
• 5.8 优化水平组合带扰流孔DU-K波纹板的效益分析77-79
• 5.9 本章小结79-81
• 6 结论及展望81-83
• 6.1 结论81
• 6.2 展望81-83
• 参考文献83-89
• 攻读硕士学位期间研究成果89-90
• 攻读硕士学位期间获奖情况及参加的科研工作90

【共引文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 牛乃龙;哈密瓜削皮机的设计与试验[D];新疆农业大学;2014年

2 王静;杏核机械开口的试验研究及有限元分析[D];新疆农业大学;2014年

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本文编号：801713